摘要：高压旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头置于加固土体内，将预先配制好的浆液通过高压装置使液流获得巨大能量后，从注浆管上的喷嘴中高速喷射出来，形成一股高压液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使软土得到加固，很大程度地提高了被加固土体的承载力及力学性能。实践证明此法应用于公路软土路堑边坡的加固中取得了良好的效果。
关键词：高压旋喷桩；软土；路堑；边坡加固
一、加固机理
高压旋喷桩软土路堑边坡加固是利用钻机将具有特殊喷嘴的注浆管置于桩底预定高程后，喷嘴以一定的速度旋转并提升，高压喷射流冲击破坏土层，使得浆液与周围土体搅拌混合凝结成固体，从而达到加固土体的目的。土体在喷射切碎后与水泥浆混合，水泥、土、水发生一系列物理化学反应，从而达到加固软弱土的效果，主要表现在水泥的水化反应、离子间的交换反应和碳酸化作用。
1、水泥的水化反应。水泥和水接触后，发生水解与水化反应，并随着反应的进行，溶液达到过饱和后，析出凝胶材料充填于土粒孔隙间，使混合材料的强度增大。 2、水泥的水化反应。天然状态下黏土颗粒表面带有负电荷，反离子层为Na+ 、K+ 组成的阳离子层，呈微胶体状，水泥与水反应生成大量的 Ca(OH)2及少量的 Mg(OH)2，使 Ca世界因生命而精彩2+ 、 Mg文学技巧新课程理论2+ 与反离子层中的 Na+ 、K+ 进行离子交换，导致土粒表面双电层发生变化，水化膜变薄，在引力作用下使颗粒更加靠近，集合成大的团粒，与水泥水化形成的凝胶物进一步结合，形成水泥土的网状胶结团粒结构，很大程度提高软土强度。
3、碳酸化作用。水化反应后土体中的 Ca( OH)2也会和 CO2发生化学反应，生成CaCO3置换贴图。所生成的 CaCO3难溶于水，具有较高的强度和水稳定性，而且 CaCO3对土具有胶结作用，也会使土的强度得到轻微的提高。另外，反应后生成物固相体积提高，增加了土体的密实度。
二、高压旋喷桩在公路软土路堑边坡加固中的应用
1.软土路堑边坡坍塌的原因。
常规施工条件下，软土路堑边坡一般在雨后发生坍塌，坍塌体一般呈圆弧滑动面整体坍塌。据调查分析, 坍塌原因主要有：第一，路堑开挖改变了软土边坡处的地质结构，破坏了原有土体的稳定性，土体内部结构的稳定被破坏。第二，软土地表排水不通畅。在路堑拉槽施工时,坡顶两侧排水沟及路堑侧沟没有认真施作, 排水沟也未进行砌筑。当暴雨来后, 造成大量雨水及地表水无法从排水沟、侧沟排出, 导致冲刷路堑边坡, 软土含水量增加及孔隙水压力急剧上升和土体软化, 使土体侧向水平力增加, 破坏了原来的平衡状态, 边坡发生失稳坍塌。第三，设计不合理，边坡未设计防护措施，使降水、坡面流水直接冲刷边坡表面土体，造成水土流失，进而产生坍塌。第四，施工不当。施工单位存在盲目追求进度的现象, 在开挖路堑时, 采用大面积机械开挖土方, 造成路堑两侧边坡长时间暴露, 挡土墙及边坡防护没有及时进行施工, 加之地表动、静载的影响和地下渗水等因素, 导致边坡坍塌。 2. 在公路软土路堑边坡加固中的应用
（1）施工方案
针对软土路堑边坡，根据其措施坍塌的原因，应对施工段地质及水系情况做勘测调查，对软土路堑边坡进行抗滑移及稳定性检算，并按了以下施工方案进行施工，首先对需要开挖
边坡在开挖前进行夯实处理, 并做好截排水措施。其次，堑顶以上的排水设计，从分散径流到集中引排,防止开挖后对坡面产生冲蚀，排水沟及侧沟用M10水泥砂浆砌筑片石，水泥砂浆2cm抹面封闭, 以防渗水浸入软土地基。再次，路堑两侧边坡旋喷桩间距不能太大，且应梅花形布置。旋喷桩顶面高程要随着边坡坡率进行变化。第四，边坡开挖后及时施工坡面防护等设施，对坡面进行封闭。
（2）施工作业
旋喷桩桩体达到龄期后，进行相关数据指标的检测，符合要求后方可进行路堑开挖作业。
①整平场地，拆除开挖区内地表临时建筑，改移原有地表排水渠道，并抽排地表积水，移除区内所有地表堆放物，将现状交通改至开挖区外通过，距开挖区坡口线不小于20m。②按设计坡率开挖地表硬壳层后施打各段高压旋喷桩，成桩28天检测通过后进入软土开挖工序。③按每级挖深不超过1m对软土场区进行全断面开挖，开挖坡率按设计边坡坡率控制，开挖全程需对地表及观测点进行监测，及时掌握施工期中的变形动态，发现异常应该立即停工回填。每级开挖完成后必须及时在坡脚线1～3m 处埋设观测点，直至各点每24h位移量不大于5mm 时方可进入下一阶段的开挖。④位于桥墩处的软土开挖应严格按照对称开挖
方法进行，避免土压力不平衡导致侧滑，从而对桥梁墩柱产生影响。⑤每级开挖中必须进行临时排水，初步沉淀净化后排出。通过施打高压旋喷桩、分级开挖及实时监测等综合措施，现场开挖及边坡稳定能够达到设计预期效果，证明了高压旋喷桩在加固软土路堑边坡应用中的可靠性。
（3）加固效果
公路软土路堑边坡经高压旋喷桩加固后，进行路堑开挖和边坡防护工程施工，都能达到设计要求，充分体现了高压旋喷桩技术的成熟与应用广泛的特点，值得借鉴使用。
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3.应用时应注意的问题。
由于种种原因, 施工中常常出现施工工况和原设计条件不相符合的情况, 或者设计中难以考虑周全的情况，此时必须对开挖边坡重新验算, 如果安全度不足, 应采取相应的补救措施。高压旋喷桩加固路堑边坡两侧土体的稳定性应慎重采用, 该方法施工速度快，加固周期短，工后沉降量小，欲在加固路堑边坡时起到抗滑及稳定作用, 则桩体自身强度和刚度明显不足。施工前应充分调查软土的工程地质条件与水文地质条件, 以及软土的成因类型和结构,
合理设计边坡支护与软土加固等措施, 做到既要节约投资, 加快施工进度, 又要保证其施工后边坡的稳定性和安全性, 路堑边坡防护与一般基坑边坡防护不同, 其边坡的稳定性是安全运营的重要保证。不要在路堑边坡坡顶一定范围内堆加过重荷载,若需在坡顶堆载或行驶车辆时, 必须对边坡稳定进行核算, 以便采取相应的防护措施, 确保施工安全。所有天沟、侧沟及边坡平台上的截水沟等均应妥善布置, 尽可能截住流入路堑范围的地面水流并导出路堑范围以外。注意观察监测, 发现边坡有失稳先兆(如产生裂纹时)应立即停止开挖施工，并采取有效措施，确保路堑边坡的稳定性和施工的安全性。
综上所述，在公路软土路堑边坡加固中应用高压注浆旋喷技术，应明确技术要点所在，并分析具体施工中常见的问题，寻求合理的处理措施，做好施工预案，确保加固效果符合预期。施工过程要全方位进行管理，做好各环节紧密配合，确保旋喷桩施工质量，为路堑工程的后续安全施工奠定基础。
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